油の熱酸化時の酸価の増加に寄与するトリアシルグリセロールに由来するカルボン酸

Mar 29, 2023

Scientific Reports volume 12、記事番号: 12460 (2022) この記事を引用

1760 アクセス

1 引用

19 オルトメトリック

メトリクスの詳細

酸価 (AV) は油の劣化を示す指標として広く使用されており、定義上、トリアシクログリセロールの加水分解によって形成される遊離脂肪酸を測定します。しかし、以前の研究で行われた観察に基づいて、トリアシルグリセロールの酸化により、グリセロール骨格を持つカルボン酸が形成され、これも AV として計算されるという仮説を立てました。本研究では、そのようなカルボン酸を同定し、上記の仮説を証明することを目的としました。水を加えずにキャノーラ油を 180 °C で 6 時間加熱すると、AV が 0.054 から 0.241 に増加しました。しかし、この AV の増加に対する遊離脂肪酸の寄与は最小限でした。加熱前後の遊離脂肪酸由来 AV はそれぞれ 0.020 と 0.023 でした。次に、質量分析により、加熱油中の 2 つの 8-カルボキシ-オクタノイル (アゼラオイル) - トリアシルグリセロール (すなわち、ジオレオイル-アゼラオイル-グリセロールおよびオレオイル-リノレオイル-アゼラオイル-グリセロール) を同定しました。油を加熱する前と後のアゼラオイル - トリアシルグリセロール由来の AV はそれぞれ 0.008 と 0.109 であり、アゼラオイル - トリアシルグリセロールが AV に寄与していることが実証されました。アゼラオイル-トリアシルグリセロールによるこのようなAVの増加は、ジャガイモを揚げるのに使用される油（すなわち、水分含有量が比較的高い油）でも観察されました。これらの結果は、AV がトリアシルグリセロールの熱酸化の指標でもあることを示唆しています。

植物油 (キャノーラ油、大豆油、パーム油、オリーブ油など) は食品用途で広く使用されています。しかし、食品の製造、調理、保管中に油が劣化すると、食品の望ましくない風味や味が損なわれる可能性があります1、2、3。したがって、油の劣化評価は食品の品質を確保する上で非常に重要です4。

広範囲にわたる食品加工 (揚げ物など) や不適切な保管条件 (高温多湿など) では、油の主成分であるトリアシルグリセロールが徐々に加水分解してグリセロールと遊離脂肪酸になります5。したがって、油の遊離脂肪酸含有量を測定する酸価（AV）は、油の劣化の指標として広く頻繁に使用されています。油の AV は、以下の反応に示すように、カルボン酸 (RCOOH) を水酸化カリウム (KOH) で滴定することによって決定されます。

ISO 660 では、AV は、サンプル 1 g に含まれる遊離脂肪酸を中和するのに必要な水酸化カリウムの量 (ミリグラム単位) として定義されています6。日本やオーストリアなどの一部の国では、AV が 2.5 を超える揚げ油は廃棄する必要があると規定しています7。

上記の原理から、AVの増加は油中の「トリアシルグリセロールの加水分解の進行」と言い換えることができます（図1）。したがって、定義上、油の AV を高めるには水が必要です。しかし、いくつかの研究では、水を加えずに油を加熱することによって AV が増加することが観察されています 8,9,10,11,12,13。例えば、尾形ら。は、大豆油を 180 °C で加熱するだけで、大豆油の AV が増加することを観察しました8。しかし、この AV の増加を引き起こす化合物については研究では言及されていませんでした。一方、藤崎らは、は、高オレイン酸ベニバナ油を 180 °C で加熱することにより AV が増加することを観察し、これは遊離脂肪酸の形成によるものであると主張しました 9。ただし、後のセクションで説明するように、水を加えずに油を加熱するだけでは、トリアシルグリセロールを大幅に加水分解するのに十分な水が供給されないと考えられます。さらに、同じ研究では、大気中の酸素濃度を下げることにより、加熱によるAVの増加が抑制されたことがわかりました。したがって、AV の増加について考えられるもう 1 つの説明は、油中のトリアシルグリセロールが酸化され、AV として計算されるカルボン酸の形成につながったということです。しかし、私たちの知る限り、トリアシルグリセロールの酸化が AV の増加を誘発することを証明した研究はありません。さらに、AV に寄与する遊離脂肪酸以外の化合物は特定されていません。

キャノーラ油の加熱によるカルボン酸の生成に関する仮説。

上記の背景に基づいて、トリアシルグリセロールの酸化によりグリセロール骨格を持つカルボン酸が生成され (図 1)、これらのカルボン酸が AV として計算できるという仮説を立てました。したがって、この研究の目的は、この仮説を証明し、加熱による AV の増加に寄与するカルボン酸を特定し、定量することでした。その結果、水を加えずに植物油（キャノーラ油）を加熱すると、AVが大幅に増加することを初めて確認しました。次に、この AV の増加に寄与するグリセロール骨格を持つカルボン酸が、超高速液体クロマトグラフィー飛行時間型質量分析法 (UPLC-Tof/MS) によって同定されました。カルボン酸の定量は、ガスクロマトグラフィー質量分析法 (GC-MS) によって実行されました。同定されたカルボン酸は、ジャガイモを揚げるのに使用される油（つまり、水分含有量が比較的高い油）からも検出され、AV へのさらなる寄与が示唆されました。これらの結果は、AV がトリアシルグリセロール加水分解の指標であるだけでなく、トリアシルグリセロール酸化の指標でもあることを示唆しました。これらの成果は、さまざまな油や食品の品質向上に貢献するものと期待されます。

冒頭でも述べたように、AV は植物油の品質を評価するための重要な指標です。 AV は定義上、トリアシルグリセロールの加水分解によって形成される遊離脂肪酸の量を測定します。それにもかかわらず、いくつかの研究では、水を加えずに植物油を単に加熱することによって AV が増加することが観察されています 8,9,10,11,12,13。この現象の根底にある理由は、これまでの研究では評価されていません。この研究では、トリアシルグリセロールの酸化によりグリセロール骨格を持つカルボン酸が生成され (図 1)、これらのカルボン酸が AV として計算されるという仮説を立てました。

まず、植物油に水を加えなくても加熱すると AV が増加することを確認することを目的としました。新鮮なキャノーラ油 (10 g) を 51 mm ステンレス鋼皿に入れて 180 °C で 6 時間加熱しました。オイルを加熱すると、AV が 0.054 から 0.241 に大幅に増加しました。他のパラメーター (色と粘度) も増加しました (表 1)。これらの発見は、以前の研究8、9、10、11、12、13の結果とよく一致しました。

水を加えずに油を加熱すると AV の増加が誘発されることが確認されたため、この AV の増加に対する遊離脂肪酸の寄与を評価しました。加熱油に含まれる遊離脂肪酸を9-アントリルジアゾメタン（ADAM）試薬で蛍光標識し、高速液体クロマトグラフィー蛍光検出（HPLC-FLD）で定量しました。その結果、油を180℃で6時間加熱しても、油に含まれる遊離脂肪酸（パルミチン酸、ステアリン酸、オレイン酸、リノール酸、リノレン酸）の量はわずかに増加するだけでした。この遊離脂肪酸のわずかな増加は、加熱後も油中にわずかに残る水によるトリアシルグリセロールの加水分解によるものと考えられます (80 ～ 300 ppm、データは示されていません)。

次に、この遊離脂肪酸のわずかな増加が AV にどのような影響を与えるかを計算しました。したがって、「遊離脂肪酸由来のＡＶ」は、上記の遊離脂肪酸の定量に基づいて計算された。次の式が使用されました (56.11 は KOH の分子量 (g/mol) に相当します)。

キャノーラ油の加熱前後の遊離脂肪酸由来の AV はそれぞれ 0.020 と 0.023 であり、わずか 0.003 の増加しか示されていません。一方、上で述べたように、実際の AV (滴定によって決定) は 0.054 から 0.241 に増加し、0.187 の増加を示しました。したがって、これらの結果は、油の加熱中に遊離脂肪酸以外のカルボン酸が生成され、これらのカルボン酸が AV として測定されたことを強く示唆しています。

以上の結果は、油の加熱中に遊離脂肪酸以外のカルボン酸が生成することを示唆した。我々は、これらのカルボン酸もADAM試薬と反応し、得られたADAM誘導体を分析することでその構造を同定できると予想した。したがって、水を添加せずに6時間加熱した上記の油をADAM試薬で誘導体化し、質量分析で分析しました。 ADAM 誘導体の衝突誘起解離により、アントリル基に対応する m/z 191 の特徴的なプロダクトイオンが生成されることが知られています 14、15、16。そこで、m/z 191 のフラグメントイオンを与える前駆体イオンを検索することにより、ADAM 誘導体化オイル中のカルボン酸を同定することを試みました。この検索は、MS スペクトルとスペクトルを同時に取得する UPLC-Tof/MSE モードを使用して実行されました。プリカーサーイオンを選択しないプロダクトイオンスペクトル (つまり、データに依存しない MS/MS 分析、図 2)17、18、19。

ADAM 誘導体化加熱キャノーラ油の UPLC-Tof/MSE 分析中に得られた典型的なクロマトグラム。キャノーラ油の加熱は 180 °C で 6 時間実行されました。 MS クロマトグラム (a)。前駆体イオンを選択しない場合のプロダクトイオンクロマトグラム (b)。プリカーサーイオンを選択しないプロダクトイオンクロマトグラムの抽出イオンクロマトグラム (c、m/z 191.0861)。 MS クロマトグラムの抽出イオンクロマトグラム (d、m/z 1001.6832 [M + Na]+ および e、m/z 1003.6985 [M + Na]+)。各ピークには保持時間の注釈が付けられます。

プロダクトイオンクロマトグラムの m/z 191.0861 (C15H11、191.0861、アントリル基の計算値) の抽出イオンクロマトグラムでは、保持時間 12.56 分と 13.22 分の 2 つの主要なピーク (ピーク I とピーク II、図 2c) が示されました。。これらのピークと MS クロマトグラムを比較すると、各ピークの前駆体イオンが m/z 1001.6832 (ピーク I の [M + Na]+、C63H94O8Na の計算値、1001.6846、図 2d) および m/z 1003.6985 (図 2d) であることが示唆されました。ピークIIの[M + Na]+;C63H96O8Naの計算値、1003.7003;それぞれ図2e)。これらのピークは加熱前にはほとんど検出されず（データは示さず）、これらのイオンが油の加熱中に形成されたカルボン酸のADAM誘導体であることを示唆しています。上記のデータに依存しない MS / MS 分析に加えて、前駆体イオン (m/z 1001.6832 および m/z 1003.6985) を選択したプロダクトイオンスキャンが実行されました (補足図 S1 オンライン)。このプロダクトイオンスペクトルではアントリル基に特徴的なフラグメントイオン (m/z 191) が観察され、m/z 1001.6832 および m/z 1003.6985 が ADAM 誘導体であることが確認されました。

m/z 1001.6832 と m/z 1003.6985 がそれぞれ構造内にアントリル基 (C15H11) を 1 つだけ持つという仮定の下、ADAM 誘導体化前の各イオンの分子式は C48H84O8 (計算質量 788.6166 Da) と C48H86O8 (計算質量 790.6323 Da)。したがって、これらのカルボン酸が加熱された油に実際に含まれていることを確認するために、ADAM 試薬で誘導体化されていない油を UPLC-Tof/MS で分析しました。予想通り、これらのカルボン酸に対応するイオンは、m/z 787.6088 ([M-H]-、C48H83O8 の計算値、787.6088、図 3a、b) および m/z 789.6248 ([M-H]-、計算値) .C48H85O8、789.6244;図 3a、c) は、全イオン MS クロマトグラムと抽出イオン MS クロマトグラムで観察されました。

加熱したキャノーラ油 (ADAM で非誘導体化) の UPLC-Tof/MS 分析中に得られた典型的なクロマトグラム。キャノーラ油の加熱は 180 °C で 6 時間実行されました。ベースピークイオンクロマトグラム (a)。抽出イオンクロマトグラム (b、m/z 787.6088; c、m/z 789.6248)。各ピークには保持時間の注釈が付けられます。

m/z 787.6088 および m/z 789.6248 の構造をさらに分析するために、これらのイオンをプリカーサーイオンとして選択し、プロダクトイオンスキャンを実行しました。 m/z 789.6248のプロダクトイオンスキャンにより、オレイン酸に対応するm/z 281.2481（C18H33O2の計算値、281.2481）が得られました（図4a）。さらに、1 つのオレイン酸の損失に相当する m/z 525.3796 (C30H53O7 の計算値、525.3791)、および 2 つのオレイン酸の損失に相当する m/z 261.1340 (C12H21O6 の計算値、261.1338) が検出されました。したがって、m/z 789.6248 は 2 つのオレイン酸から構成されることが示唆されました。さらに、m/z 187.0974 (C9H15O4 の計算値、187.0970) の特徴的なイオンと、m/z 525.3796 および m/z 261.1340 の構造に基づいて、m/z 789.6248 は 2 つのオレイン酸のグリセロールエステルであることが示唆されました。 1 つの C9H16O4。 C9H16O4 は、ADAM 試薬と反応できる遊離カルボキシル基を持っている必要があるため、炭素数 9 の飽和ジカルボン酸であるノナン二酸 (アゼライン酸) であると仮定しました。同様に、m/z 787.6088 のプロダクトイオンスキャンにより、オレイン酸、リノール酸、およびノナン二酸に対応するプロダクトイオンが得られました (図 4b)。これらの結果から、加熱キャノーラ油に含まれる主なカルボン酸として、8-カルボキシ-オクタノイル(アゼラオイル)-トリアシルグリセロール、すなわちジオレオイル-アゼラオイル-グリセロール(C48H86O8)およびオレオイル-リノレオイル-アゼラオイル-グリセロール(C48H84O8)を同定した。それは遊離脂肪酸ではありませんでした。

対象カルボン酸のプロダクトイオン質量スペクトル。加熱したキャノーラ油 (ADAM 誘導体化なし) を UPLC-Tof/MS で分析しました。 (a) の前駆体イオンとして m/z 789.6 が選択され、(b) の前駆体イオンとして m/z 787.6 が選択されました。この図に示されている構造は、α位にノナン二酸 (アゼライン酸) を持つトリアシルグリセロールです。

この研究で使用されたキャノーラ油の脂肪酸組成は、66.1％のオレイン酸と19.1％のリノール酸でした（オンライン補足表S1）。したがって、オレイン酸またはリノール酸を含むトリアシルグリセロールが熱分解されてアゼライン酸が得られると考えられました。以前の研究 20、21、22、23、24、25 とこの研究の結果に基づいて、図 5 に示す経路を提案します。ジオレオイル-リノレオイル-グリセロール (I) の場合、その熱酸化によりジオレオイル-グリセロールが得られます。 (9-ヒドロペルオキシル-オクタデカジエノイル)-グリセロール(II)またはジオレオイル-(13-ヒドロペルオキシル-オクタデカジエノイル)-グリセロール(VI)20、21、22。アルコキシラジカル III の形成後、III の C9 と C10 の間の β 切断反応により、ジオレオイル-(9-オキソ-ノナノイル)-グリセロール (IV) が生成されます 21, 23, 24。IV をさらに酸化すると、C9 ジカルボン酸化合物 ( Ⅴ）25．同様に、アルコキシラジカル VII の形成後、VII の C13 と C14 の間のβ-切断反応により、ジオレオイル-(13-オキソ-トリデカジエノイル)-グリセロール (VIII) が生成されます。 VIII は IV23 に変換することもできます。 C8 および C12 ジカルボン酸は理論的には III および VII の β 切断によって形成されますが、この研究では主に C9 ジカルボン酸が検出されたため、他の経路も関連している可能性があります。

ジオレオイル-アゼラオイル-グリセロール(V)の生成の提案されたスキーム。

上記で、加熱したキャノーラ油にはジオレオイル-アゼラオイル-グリセロールとオレオイル-リノレオイル-アゼラオイル-グリセロールが含まれていることを確認しました。これらのアゼラオイル - トリアシルグリセロールを定量するために、加熱した油をメチルエステル化し、予想される生成物であるノナン二酸ジメチル (アゼレート) を GC-MS で分析しました。その結果、加熱された油からアゼライン酸ジメチルが明確に検出されました（オンラインの補足図S2）。他のジカルボン酸ジメチルは微量のみ検出されるか、検出されませんでした。油を 6 時間加熱することにより、アゼライン酸ジメチルの濃度は 1.4 × 102 から 1.9 × 103 nmol/g に大幅に増加しました。

次に、アゼラオイル - トリアシルグリセロールのこの大幅な増加が AV にどのような影響を与えるかを計算しました。したがって、「アゼラオイル-トリアシルグリセロール由来AV」は、上記のアゼライン酸ジメチルの定量に基づいて計算されました。アゼラオイル-トリアシルグリセロール由来の AV は、次の式を使用して計算されました。

油を6時間加熱する前と後のアゼラオイル-トリアシルグリセロール由来のAVは、それぞれ0.008と0.109であり、0.101の増加を示した。実際の AV が 0.054 から 0.241 (0.187 の増加) に増加したことを考慮すると、アゼラオイル - トリアシルグリセロール由来の AV の増加 (0.101) は、実際の AV の増加の 54.0% を占めました。一方、前述したように、遊離脂肪酸由来の AV は 0.003 しか増加しませんでした (実際の AV の増加の 1.6% に相当します)。したがって、アゼラオイル-トリアシルグリセロールの寄与は、遊離脂肪酸の寄与よりもかなり大きかった。私たちの知る限り、これは遊離脂肪酸以外の化合物が AV に寄与していることを確認した最初の研究です。

油の水分含有量は、食品の調理中（揚げ物など）、食品に含まれる水分が油に移動するため増加することが知られています26。このような水の存在下で油を加熱すると、トリアシルグリセロールが加水分解して遊離脂肪酸になり、AV の増加につながります。実際、多くの研究で、油を食品の調理（例えば、ジャガイモの揚げ物）に使用すると、油の AV が増加することが実証されています 11、13、27、28、29、30、31。このような遊離脂肪酸の増加に加えて、今回の研究の結果は、アゼラオイル-トリアシルグリセロールもAVに寄与する可能性があることを示唆しました。したがって、本発明者らは、ジャガイモを揚げるのに使用される油（すなわち、水分含量が比較的高い油）のＡＶに対するアゼラオイル－トリアシルグリセロールの寄与を評価した。

そこで、冷凍フライドポテトを使った揚げテストを実施した。油の合計加熱時間は２７０分であり、合計揚げ時間は１２６分であった。揚げる際の平均油温は約170℃、水分含有量は約1200～2500ppmでした。滴定により測定した試験前後の AV は、それぞれ 0.054 と 0.284 でした。この増加は、食品の調理に油を使用した以前の研究で観察された増加に匹敵しました11、13、28、29、30。遊離脂肪酸とジカルボン酸ジメチルの定量に基づいて、遊離脂肪酸由来の AV とアゼラオイルトリアシルグリセロール由来の AV を計算しました。フライドポテトを揚げた結果、遊離脂肪酸由来のAVは0.020から0.058に増加し、0.038増加したことがわかりました。一方、アゼラオイル - トリアシルグリセロール由来の AV は 0.008 から 0.078 に増加し、0.070 の増加を示しました。実際の AV (滴定によって決定) が 0.230 (0.054 から 0.284) 増加したことを考慮すると、遊離脂肪酸とアゼラオイル - トリアシルグリセロールは、AV の増加のそれぞれ 16.5% と 30.4% を占めました。これらの結果は、アゼラオイル - トリアシルグリセロールの形成は食品 (つまり、水分含有量が比較的高い油) の調理中にも発生する可能性があり、遊離脂肪酸とアゼラオイル - トリアシルグリセロールの両方が AV に寄与することを示しています。したがって、AV は、トリアシルグリセロールの加水分解によって形成される遊離脂肪酸 (ISO 660 で定義) の指標であるだけでなく、トリアシルグリセロールの酸化によって形成されるアゼラオイル - トリアシルグリセロールの指標でもあります。また、AVに加えて遊離脂肪酸やアゼラオイルトリアシルグリセロールを測定することで、より精度よくオイルの劣化の進行度を評価することができる。

この研究では、AV に寄与する化合物としてアゼラオイル - トリアシルグリセロールが特定されました。アゼラオイル-トリアシルグリセロールは、水を加えずに加熱した油とフライドポテトの調理に使用した油のAVに寄与することが判明しました。定義上、AV はトリアシルグリセロールの加水分解の指標ですが、今回の研究の結果は、AV がトリアシルグリセロールの酸化によって形成されるアゼラオイル - トリアシルグリセロールの指標でもあることを示唆しています。こうした観点を踏まえてAVの研究を進めていくと、揚げ油のライフサイクルを延ばし、食品ロスの削減につながるはずです。

キャノーラ油は、J-OIL MILLS, Inc. (東京、日本; 補足表 S1) によって製造されました。アクアミクロン AX およびアクアミクロン CXU は、三菱化学株式会社 (東京、日本) から購入しました。 ADAM試薬はフナコシ株式会社（東京、日本）から入手しました。オレイン酸、ノナン二酸ジメチル、ヘプタデカン酸メチルは富士フイルム和光純薬株式会社（大阪、日本）から購入しました。ウンデカン酸は東京化成工業株式会社（東京、日本）から購入しました。アゼライン酸は、Sigma-Aldrich (セントルイス、米国) から入手しました。ロイシン-エンケファリンは、Waters (米国マサチューセッツ州ミルフォード) から入手しました。冷凍フライドポテトは、日本の神奈川県の市場から購入しました。他の試薬は入手可能な最高グレードのものでした。

新鮮なキャノーラ油 (10 g) を 51 mm ステンレス鋼皿に入れ、デジタルヒートブロック (ドライサーモユニット DTU-2C、TAITEC、東京、日本) 上で 180 °C で 6 時間加熱しました。 AV は、米国油化学会の公式方法 (AOCS、Cd 3d-63) に従って測定されました 32。油中の水分含量は、CA-310 水分計 (Mitsubishi Chemical Analytech、東京、日本) を使用して、Aquamicron 試薬を用いたカールフィッシャー滴定によって測定されました。オイルの色は、Lovibond PFXi-880/L (The Tintometer Limited、Amesbury、England) を使用して、AOCS の公式方法 (Cc 13e-92)33 に従って測定されました。粘度は、VISCOMETER TV-25 (Toki Industry、東京、日本) のコーンとプレートの間に油サンプル (1.2 mL) を置くことによって測定しました。測定は 30 °C で開始され、データは 2 分まで 30 秒ごとに記録されました。平均データを粘度として使用した。

遊離脂肪酸は、ADAM 誘導体化によって分析されました。定量化は、以前の研究 14、34、35 および製造業者の指示に従って次のように実行されました。油（２００ｍｇ）およびウンデカン酸（内部標準、０．３ｍｇ）を１０ｍＬのアセトンに溶解した。このアセトン溶液 50 μL に ADAM 試薬 (アセトン中 1 mg/mL、100 μL) を加え、混合物を暗所、室温で 16 時間反応させました。反応後、溶液をアセトンで１０倍に希釈した。反応混合物 (5 μL) を、蛍光検出器を備えた LC-20 シリーズ HPLC システム (FLD-20A、島津製作所、京都、日本) を使用した HPLC-FLD によって分析しました。分離は、Lichrosorb RP-8 カラム (4.0 mm ID、250 mm、5.0 um、Merck、ダルムシュタット、ドイツ) で 40 °C で実行されました。移動相 (A、水、B、アセトニトリル) の流量を 1.0 mL/min に設定しました。グラジエントは次のとおりです。15 分間は移動相 B の 60%、15 分から 30 分の間は移動相 B の 60 ～ 90%。励起波長と発光波長はそれぞれ 365 nm と 412 nm に設定されました。オレイン酸と内部標準の面積比を用いて検量線を作成しました35。検量線を使用して、各遊離脂肪酸 (パルミチン酸、ステアリン酸、オレイン酸、リノール酸、およびリノレン酸) の濃度を定量しました。

キャノーラ油の加熱中に生成したカルボン酸は、Zevo G2-S qTOF/MS (Waters、Milford、MA、USA) を備えた ACQUITY UPLC H クラスシステムを使用した UPLC-Tof/MS で同定されました。加熱したキャノーラ油を、上記のように ADAM 試薬で誘導体化しました。アンスリル基を含む候補化合物を検索するために、反応混合物 (1 μL) を UPLC-Tof/MSE モード (補足表 S2 の条件 1) を使用して分析しました。 MS スペクトルとプロダクトイオンスペクトルは、プリカーサーイオンを選択せずに同時に取得されました (つまり、データに依存しない MS/MS 分析) 17、18、19。前駆体イオンの選択によるプロダクトイオンスキャン分析は、補足表 S2 に記載されている条件 2 を使用して実行されました。次に、候補化合物の化学構造を特定するために、ADAM 誘導体化を行わずに加熱したキャノーラ油を UPLC-Tof/MS で分析しました。加熱したキャノーラ油をアセトンで1000倍に希釈し、その1μLを分析しました。 MS スペクトル (補足表 S2 の条件 3) と、プリカーサーイオンを選択したプロダクトイオンスペクトル (補足表 S2 の条件 4) が得られました。

UPLC 分離は、CORTECS C18 カラム (2.1 mm ID、100 mm、1.6 μm、Waters、ミルフォード、マサチューセッツ州、米国) を使用して 55 °C で実行されました。移動相 (A、0.1% ギ酸および 10 mM 酢酸アンモニウムを含むメタノール/水 (1:1、v/v)、B、0.1% ギ酸および 10 mM 酢酸アンモニウムを含む 2-プロパノール) の流量は0.2 mL/分に設定します。勾配は次のとおりでした: 0 ～ 15 分の間は移動相 B の 40% ～ 100%、15 ～ 20 分の間は移動相 B の 100%。 MS パラメーターは、MassLynx v4.1 ソフトウェア (Waters、Milford、MA、USA) を使用して最適化されました。ロイシンエンケファリンは、LockSpray モードの MW 標準として使用されました。これらのシステムは、30,000 を超える解像度 (半値全幅) を提供します。質量抽出ウィンドウは±5 mDaに設定されました。元素組成は、MassLynx v4.1 ソフトウェアを使用して正確な質量に基づいて予測されました。

GC-MS (Agilent 5975C MS システムと組み合わせた Agilent 7890A ガスクロマトグラフ、Agilent、リトルフォールズ、デラウェア州、米国) を使用して、アゼラオイル - トリアシルグリセロールの総量を測定しました。アゼラオイル-トリアシルグリセロールは、AOCS (Ce 2-66)36 の公式方法に従ってメチルエステル化され、アゼライン酸ジメチルの形で定量されました。脂肪酸メチルエステルを含むヘキサン層をヘキサンで10倍に希釈し、GC-MSで分析した。ヘプタデカン酸メチルを内部標準として使用した。 GC 分離は、DB-WAX GC カラム (内径 0.25 mm、60 m、膜厚 0.25 μm、ジーエルサイエンス、東京、日本) を使用して実行されました。 GC オーブンは次のようにプログラムされました。オーブンの初期温度は 40 °C で 5 分間、3 °C/分で 190 °C まで上昇して 5 分間保持し、その後 10 °C/分で 240 °C まで上昇しました。そして30分間保持しました。ヘリウム流量は 1.2 mL/min で一定に保たれました。電子イオン化モードとスキャンモニターモードを使用してジカルボン酸ジメチルを分析しました。ピークは、いくつかの修正を加えた以前の研究 25 を参照して特定されました。 m/z 152 および 143 で抽出されたイオンクロマトグラムを使用して、それぞれアゼライン酸ジメチルとヘプタデカン酸メチルを分析しました。ピーク面積比 (アゼライン酸ジメチル/内部標準) に基づいて検量線を作成し、アゼライン酸ジメチルの濃度を計算するために適用しました。

ステンレス鋼のパンに新鮮なキャノーラ油 (600 g) を入れ、180 °C に加熱しました。冷凍フライドポテト（100g）を午前10時から180℃で7分間揚げました。フライドポテトを取り出し、8 分間の間隔を置いて、次の冷凍フライドポテトを 180 °C で 7 分間揚げました。このプロセスを、6 つのグループのフライドポテトが揚げられるまで繰り返しました。油の加熱は午前１１時３０分に停止された。翌日も翌々日も同じ油を使って同じようにフライドポテトを揚げた。

現在の研究中に使用および/または分析されたデータセットは、合理的な要求に応じて責任著者から入手できます。

Wu, CM & Chen, SY 揚げ物や炒め物、その後の保管後の油中の揮発性化合物。混雑する。石油化学。社会 69、858–865 (1992)。

記事 CAS Google Scholar

Zhang, Q.、Qin, W.、Lin, D.、Shen, Q.、Seleh, ASM 油で揚げるプロセス中に形成される揮発性アルデヒドの変化。 J.食品科学。テクノル。 52、7683–7696 (2015)。

記事 CAS Google Scholar

Xu、L.ら。 HS-SPME/GC-MS による常温保存中の食用油中の酸化安定性と主要な揮発性化合物の変化をモニタリングします。内部。 J. 食品提案 20、S2926–S2938 (2018)。

記事 Google Scholar

Choe, E. & Min, DB 深脂肪揚げ油の化学。 J.食品科学。 72、R77–R86 (2007)。

記事 CAS Google Scholar

Chung, J.、Lee, J. & Choe, E. 小麦粉生地を揚げる際の大豆とごま油の混合物の酸化安定性。 J.食品科学。 69、574–578 (2004)。

記事 Google Scholar

国際標準化機構。 ISO 660: 2020 動物性および植物性油脂 - 酸価および酸性度の測定 (2020)。

Dobargarnes, MC & Márquez-Ruiz, G. 使用済み揚げ油脂の規制と油脂廃棄のための簡易テストの有効性。 Grasas Aceites 49、331–335 (1998)。

記事 Google Scholar

緒方文、田中裕也、川崎 N. 食用油の品質劣化（酸価、カルボニル価、遊離脂肪酸、ラジカル活性）に対するトコフェロール処理の影響。 J. Oleo Sci. 63、187–191 (2014)。

記事 CAS Google Scholar

Fujisaki, M.、Mohri, S.、Endo, Y. & Fujimoto, K. 加熱された高オレイック紅花油の酸化劣化に対する酸素濃度の影響。混雑する。石油化学。社会 77、231–234 (2001)。

記事 Google Scholar

Zhang、W.ら。食用油の酸価を定量する独自の方法であり、紫外可視分光法による食用油への加熱の影響を研究します。食品化学。 185、326–332 (2015)。

記事 CAS Google Scholar

都築 W.、松岡 A.、牛田 K. 揚げたり加熱したりする過程での食用油中のトランス脂肪酸の生成。食品化学。 123、976–982 (2010)。

記事 CAS Google Scholar

Mahboubifar, M.、Yousefinejad, S.、Alizadeh, M.、Hemmateenejad, B. FTIR-ATR スペクトルのケモメトリクス分析による、長時間加熱中の食用油中の酸価、過酸化物価、および一部の脂肪酸の割合の予測。 J.イラン。化学。社会 13、2291–2299 (2016)。

記事 CAS Google Scholar

Tynek, M.、Hazuka, Z.、Pawlowicz, R.、Dudek, M. タンパク質と炭水化物が豊富な食品を揚げる際の揚げ媒体の変化。 J. Food Lipids 8、251–261 (2001)。

記事 CAS Google Scholar

Nishimura, K., Suzuki, T., Katsura, E. & Itabashi, Y. Reversed-phase HPLC/MS analysis of fatty acid 9-anthrylmethyl ester derivatives (in Japanese). Bunseki Kagaku 53, 533–539 (2004).

記事 Google Scholar

西村和也ほか蛍光検出を備えた逆相高速液体クロマトグラフィーによる、9-アントリルメチルエステルとしての共役リノール酸の分析。Ｊ．Ｃｈｏｒｏｍａｔｏｇｒ．科学。 43、494–499 (2005)。

記事 CAS Google Scholar

内田博ほかカラム切り替えによる自動サンプルクリーンアップを備えた、オカダ酸類似体を 9-アントリルメチルエステルとして検出するための便利な HPLC メソッドです。 J.AOAC国際 97、391–397 (2019)。

記事 Google Scholar

RH ベイトマンら。タンパク質のリン酸化を研究するためのハイブリッド四重極直交加速飛行時間型 (Q-TOF) 質量分析計による新しい前駆体イオン発見方法。混雑する。社会質量スペクトル。 13、792–803 (2002)。

記事 CAS Google Scholar

シルバ、JC 他正確な質量保持時間ペアによる定量的プロテオミクス分析。アナル。化学。 77、2187–2200 (2005)。

記事 CAS Google Scholar

ジェロマノス、SJ 他データ独立型 LC-MS とデータ依存型 LC-MS/MS からのペプチド前駆体イオンとプロダクトイオンの検出、相関付け、および比較。プロテオミクス 9、1683–1695 (2009)。

記事 CAS Google Scholar

加藤晋ほか液体クロマトグラフィー - タンデム質量分析を使用したキャノーラ油中のトリアシルグリセロールの酸化メカニズムの決定。 NPJ。科学。食品 2、1–11 (2018)。

ネブラスカ州フランケルフリーラジカルと脂質の一重項酸化の化学。プログレ。脂質解像度 23、197–221 (1985)。

記事 Google Scholar

よしだ、Y.、梅野、A.、七里 M. 酸化ストレスを評価し、生体内での抗酸化能力を評価するための脂質過酸化バイオマーカー。Ｊ．クリン．生化学。ニュートル。 52、9–16 (2013)。

記事 CAS Google Scholar

Onyango、AN、中島 S.、金子 T.、松尾 M.、馬場 N. 2,4-ジナール末端を持つ酸化的に修飾されたアシル鎖を持つホスファチジルコリンの急速な酸化分解。化学。物理学。リピッド 131、81–92 (2004)。

記事 CAS Google Scholar

Xu、L.ら。レストランでの揚げ物中の食用油中のグリセロールコアアルデヒド生成の評価。食品研究所内部。 137、109696 (2020)。

記事 CAS Google Scholar

Berdeaux, O.、Velasco, J.、Márquez-Ruiz, G. & Dobarganes, C. FAME および一酸 TAG の熱酸化中の短鎖グリセロール結合化合物の進化。混雑する。石油化学。社会 79、279–285 (2002)。

記事 CAS Google Scholar

Gertz、C. 揚げるプロセスの基礎。ユーロ。 J.脂質科学。テクノロジー。 116、669–674 (2014)。

記事 CAS Google Scholar

Dana, D.、Blumenthal, MM、Saguy, IS 揚げ物条件における油の品質に対する水噴射の保護的役割。ユーロ。食品研究所テクノロジー。 217、104–109 (2003)。

記事 CAS Google Scholar

マグダレナ、R. 他健康を考慮して飽和脂肪酸と不飽和脂肪酸の比率が最適化されたパーム油、ヒマワリ油、大豆油の二成分および三成分ブレンドを繰り返し揚げる際の分解に対する組成の影響。内部。 J.食品科学。テクノロジー。 53、1021–1029 (2018)。

記事 Google Scholar

Xu、L.ら。フライドポテトや油の主要な異臭に対する抗酸化物質の抑制効果により、最適な揚げ段階を延長します。 LWT 162、113417 (2022)。

記事 CAS Google Scholar

リー、P.ら。精製大豆油でフライドポテトを揚げる場合の合成抗酸化物質とローズマリーベースの抗酸化物質の比較。化学的および非破壊的な迅速な方法で評価しました。食品化学。 335、127638 (2021)。

記事 CAS Google Scholar

Li, J.、Cai, W.、Sun, D.、Liu, Y. 電気伝導度を使用して揚げ油の総極性化合物を測定する迅速な方法。食べ物アナル。メソッド 9、1444–1450 (2016)。

記事 Google Scholar

アメリカ油化学協会。 AOCS-AOCS 公式メソッド Cd 3d-63 酸価メソッドの公式メソッドと推奨実践方法 (2017)。

アメリカ油化学協会。 AOCS-AOCS 公式メソッド Cc 13e-92 カラーメソッドの公式メソッドと推奨プラクティス (2017)。

下村裕也、杉山真司、高村哲也、近藤哲也、小沢哲史、高速液体クロマトグラフィーによるヒト血清脂質の脂肪酸組成の定量。Ｊ．Ｃｈｒｏｍａｔｏｇｒ． 383、9–17 (1986)。

記事 CAS Google Scholar

Roemen, HM & Van Der Vusse, GJ 高速液体クロマトグラフィーによる心臓組織中の脂肪酸の 9-アントリルジアゾメタンエステルとしての評価。Ｊ．Ｃｈｒｏｍａｔｏｇｒ． B 570、243–251 (1991)。

記事 CAS Google Scholar

アメリカ油化学協会。 AOCS-AOCS 公式メソッド Ce 2-66 の脂肪酸メチルエステルの調製の公式メソッドと推奨実践方法 (2017)。

リファレンスをダウンロードする

研究助手の塩崎静香氏の尽力と技術支援に感謝いたします。

ジェイオイルミルズ株式会社フードデザインセンター、〒230-0053 神奈川県横浜市

Masayoshi Sakaino, Takashi Sano & Jun Imagi

東北大学大学院農学研究科食品機能解析学研究室（〒980-8572 宮城県仙台市）

Masayoshi Sakaino, Shunji Kato, Naoki Shimizu, Junya Ito, Halida Rahmania & Kiyotaka Nakagawa

東北大学大学院農学研究科 J-オイルミルズイノベーション研究室（〒980-8572 宮城県仙台市）

Shunji Kato, Jun Imagi & Kiyotaka Nakagawa

PubMed Google Scholar でこの著者を検索することもできます

概念化 - MS、TS、SK、KN 方法論 - MS 検証 - MS、SK、KN 形式分析 - MS 調査 - MS リソース - MS、TS、JI(Jun Imagi) データキュレーション - MS 原稿執筆 - MS、SK、NS、 JI、HR、JI、KN 著者全員が原稿をレビューしました。

Correspondence to Kiyotaka Nakagawa.

J-オイルミルズ株式会社は、著者の境野正義氏、佐野隆氏、今木純氏に給与という形で支援を提供しましたが、研究の設計、データの収集と分析、出版の決定、または論文の準備において追加の役割を担っていませんでした。原稿。他の著者 (加藤俊二、清水直樹、伊東純也、Halida Rahmania、中川清隆) は利益相反がないと宣言しています。

シュプリンガーネイチャーは、発行された地図および所属機関における管轄権の主張に関して中立を保ちます。

オープンアクセスこの記事はクリエイティブコモンズ表示 4.0 国際ライセンスに基づいてライセンスされており、元の著者と情報源に適切なクレジットを表示する限り、あらゆる媒体または形式での使用、共有、翻案、配布、複製が許可されます。クリエイティブコモンズライセンスへのリンクを提供し、変更が加えられたかどうかを示します。この記事内の画像またはその他のサードパーティ素材は、素材のクレジットラインに別段の記載がない限り、記事のクリエイティブコモンズライセンスに含まれています。素材が記事のクリエイティブコモンズライセンスに含まれておらず、意図した使用が法的規制で許可されていない場合、または許可されている使用を超えている場合は、著作権所有者から直接許可を得る必要があります。このライセンスのコピーを表示するには、http://creativecommons.org/licenses/by/4.0/ にアクセスしてください。

転載と許可

境野正人、佐野哲也、加藤真司ほかトリアシルグリセロールに由来するカルボン酸で、油の熱酸化時の酸価の増加に寄与します。 Sci Rep 12、12460 (2022)。 https://doi.org/10.1038/s41598-022-15627-3

引用をダウンロード

受信日: 2022 年 4 月 7 日

受理日: 2022 年 6 月 27 日

公開日: 2022 年 7 月 21 日

DOI: https://doi.org/10.1038/s41598-022-15627-3

次のリンクを共有すると、誰でもこのコンテンツを読むことができます。

申し訳ございませんが、現在この記事の共有リンクは利用できません。

Springer Nature SharedIt コンテンツ共有イニシアチブによって提供

コメントを送信すると、利用規約とコミュニティガイドラインに従うことに同意したことになります。虐待的なもの、または当社の規約やガイドラインに準拠していないものを見つけた場合は、不適切としてフラグを立ててください。

前: 近赤外分光法 (NIRS) 次: 電気化学反応器は N のサイト選択性を決定します

お問い合わせを送信

送信